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鈦合金設備的疲勞屬性以及抗疲勞測試

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鈦合金設備的疲勞屬性以及抗疲勞測試

發布日期:2018-12-27 作者: 點擊:

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鈦合金設備的抗疲勞測試研究人員早已知道在高周疲勞試驗中近a和a+β合金對平均應力的變化非常敏感。這種反常的平均應力效應。為循環107次的Z大應力與平均應力的關系曲線。


當TIMETAL1100合金承受低的平均拉伸應力時,雙態組織的室溫疲勞性能明顯低于層狀組織。這些結果證實了早期有關Ti-6AI4V合金的研究工作。盡管還未能完全了解對平均應力這種反常敏感性的確切機制,但可以得到如下結論對平均應力的反常敏感性是由裂紋萌生所控制,并且在情性環境中也存在。通常β退火態(層片狀)組織沒有這種效應。而(a+β)退火態組織(等軸狀或雙態組織),對平均應力的反常敏感程度取決于晶體學織構和加載方向。近期對TIMETAL 1100合金的研究結果表明在較高溫度條件下這種反?,F象會消失。


鈦設備廠家http://www.talonforandroid.com)將鈦用作結構材料的主要原因有三個:優異的抗含氯化物液體腐蝕的能力,高的比強度和優異的生物相容性。因此,鈦及鈦合金主要應用于化學和航空航天工業領域以及生物醫藥領域。在這些應用領域內鈦質結構經常受到疲勞載荷的作用。這種受周期性載荷作用且初始無缺陷的零件的壽命可以劃分為描述裂紋萌生的部分(No) 和描述裂紋擴展的部分(Np)。


對鈦合金瘦勞性能的研究已經證明在高應力幅或大應變幅下,裂紋萌生壽命與總的疲勞壽命相比非常小,即N/Np =0.01.2。因而在低周疲勞(LCF)條件下,零件的壽命是由疲勞裂紋擴展抗力決定的。隨著載荷幅值的減小,可歸因于裂紋萌生壽命的比例連續增加。因而對典型的無缺陷鈦合金面言,可以將高周疲勞(HCF)強度(零件能夠承受的、經過很多次循環,例如107次而不發生斷裂的大疲勞載荷)作為判斷抵抗疲勞裂紋萌生能力的標準。


將疲勞裂紋擴展期劃分成微小表面裂紋萌生階段或微觀裂紋生長階段,以及隨后的宏觀裂紋生長階段的做法很實用。顯微組織參數如晶粒尺寸或相的尺寸對微觀裂紋和宏觀裂紋擴展的影響相互矛盾。根據經驗,承受高應力的小零件(臨界裂紋長度短)的壽命主要是由其抵抗微觀裂紋擴展的能力所決定;而承受低應力的大零件(臨界裂紋長度長)的壽命由其抵抗宏觀裂紋擴展的能力決定。


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